MAGNETOSFERA Y ACTIVIDAD SOLAR

1. Ciencias de la Tierra y el Espacio, 2003. MAGNETOSFERA Y ACTIVIDAD SOLAR Dr. Tabaré Gallardo Instituto de Física - Dpto. de Astronomía Facultad de Ciencias

5. El Sol y su variable campo magnetico

6. Campo magnetico Solar e interplanetario (embebido en el viento solar)

8. Viento Solar

9. Efecto en la magnetosfera y cinturones de Van Allen

12. ACTIVIDAD SOLAR En la FOTOSFERA encontramos: Granulos: celulas convectivas de centenares de kms de diametro que transfieren la energia desde lazona convectiva hacia el exterior. Tienen una vida media de algunos minutos. Faculas: son regiones que en el visible son mas brillantes que el resto de la fotosfera por ser masdensas y calientes. Manchas: son producidas por concentraciones de fuertes campos magneticos en la fotosfera. Puedenllegar a tener 50000 kms de diametro y duran varios dias o semanas. Se encuentran en latitudes solaresmenores a 35 grados. Cada mancha es un polo por lo que en general las manchas aparecen de a pareso en grupos interactuando magneticamente. Son mas frias pues los intensos campos magneticos aislanel gas del resto de la fotosfera.

15. En la CROMOSFERA encontramos: Espiculos: en H alfa presentan el aspecto de cabellos saliendo y cayendo desde la cromosferaalcanzando la corona. Tienen una vida de algunos minutos y pueden alcanzar 15000 kms de altura. Flares: son erupciones de particulas y radiaciones en un amplio espectro de energias (desde X hastaradio) que acompañan a las manchas y que ocurren en forma de explosiones en la corona. Tienen vidade algunos minutos y temperaturas de hasta centenares de millones de grados. Las particulaseyectadas alcanzan la Tierra horas o dias despues produciendo interferencia en comunicaciones yauroras. Parecen ser producidas por la inyeccion abrupta de grandes cantidades de energia magneticaen pequeñas regiones de la corona. Plages: son regiones en la cromosfera que en H alfa se aprecian como mas brillantes y se correspondencon regiones activas ubicadas mas abajo en la fotosfera.

18. En la CORONA se desarrollan prominencias y otras estructuras como eyecciones masivas. Prominencias: son regiones de gas frio (10000 K) y denso embebido en la corona de baja densidad yalta temperatura (millones de grados). Ocurren en regiones de campos magneticos horizontales que lassostienen. Cuando se observan proyectadas sobre el disco solar se las suele llamar filamento. Puedenestar asociadas a regiones activas (prominencias activas) oalejadas de las mismas (prominenciasquiescentes). Pueden tambien ser eruptivas en cuyo caso estan asociadas a eyecciones coronales demasa. Eyecciones coronales de masa : es una burbuja magnetica de plasma eyectada a gran velocidad desdela corona.

27. Efecto de la radiacion solar (fotones) en la atmosfera La radiacion UV solar si bien es solo el 1% y no afecta directamente la superficie terrestre controlatodo el perfil termico de la atmosfera por encima de la troposfera y la mayor parte de los procesosquimicos, dinamicos y radiativos. La radiacion UV absorbida por el ozono a algunas decenas de kms dealtura es la responsable del calentamiento de la estratosfera. Mas arriba el oxigeno molecular sedisocia debido a la radiacion UV generando los atomos que permiten la formacion del ozono. Tanto eloxigeno como el nitrogeno absorben UV siendo los responsables de la temperatura de la termosfera(1000 K) a alturas superiores a los 200 km. Finalmente la radiacion UV es la responsable de laionizacion del nitrogeno y oxigeno formandose como consecuencia una atmosfera de plasmadebilmente ionozado llamada ionosfera que se encuentra embebida en la atmosfera neutra entre los50 y los 1000 km.

29. La actividad solar no afecta alespectro solar de manera uniforme. Manchas y faculas por ejemplo afectan el visible e infrarrojo, encambio las plages incrementan el flujo en UV. La radiacion de la corona tiene su efecto en UV pues laemision del plasma es aumentada en los bucles de los campos magneticos ubicados sobre las grandesregiones activas que incluyen las manchas fotosfericas y las plages cromosfericas. Si bien la actividadsolar presenta fluctuaciones seculares y de varias decadas no hay registros confiables de la variacionde la radiacion total la cual debe medirse desde el espacio. IONOSFERA: afectada por fotones X, UV y por particulas del Viento Solar capturadas en la MAGNETOSFERA

31. Flujo del viento solar

32. CAMPO MAGNETICO SOLAR: es VARIABLE y originado en los movimientos del plasma del interior solar VIENTO SOLAR: flujo de plasma (protones y e) originado en la corona debido a la diferencia de presion entre esta y el medio interplanetario. El VS genera el campo magnetico interplanetario. A 1 UA del Sol tiene densidad de 10 particulas por cc y viaja a 100-1000 Km/seg CAMPO MAGNETICO INTERPLANETARIO: cambia de direccion a medida que gira el sol IONOPAUSA: limite entre el viento solar y la ionosfera MAGNETOSFERA: cavidad en Viento Solar producida por campo magnetico del planeta. MAGNETOPAUSA: limite entre magnetosfera y campo magnetico interplanetario BOW SHOCK (ESCUDO DE CHOQUE): escudo por donde se desvia el viento solar

37. MAGNETOCOLA: extension de la magnetosfera en la direccion anti-sol. Llega hasta 1000 radios terrestres. RECONEXION: lineas de campo de direccion contraria que se aniquilan convirtiendo energia magnetica en termica y cinetica del plasma. En la magnetosfera terretre estos eventos generan tormentas magneticas. EVENTO DE DESCONEXION: observado en la cola de los cometas cuando debido a la rotacion solar cambia la direccion de las lineas del campo magnetico solar (al pasar el cometa de un hemisferio magnetico a otro) CORRIENTES MAGNETOSFERICAS: el movimeinto de giro de protones y electrones en torno a la tierra induce un campo que interactua con el magnetico terrestre EMISION SINCROTRON (RADIO): emision generada por electrones acelerados a altas velocidades por los campos magneticos planetarios.

39. Eventos de RECONEXION: Bterrestre consigo mismo y Bterrestre-Binterp PLASMA SHEET (HOJA DE PLASMA): nucleo de la magnetocola en donde el plasma es mas denso y caliente MAGNETOSHEATH: ENVOLTURA magnetica de plasma turbulento entre el escudo de choque (BOW SHOCK) y la magnetopausa. Llega hasta 2 radios terrestres en la direccion del Sol

40. VAN ALLEN: cinturones de particulas cargadas atrapadas. El movimiento del plasma puede ser controlado por el campo magnetico, rotacion planeta y viento solar. Btotal=Bpropio+Binducido

42. CLIMA ESPACIAL: Efecto de la variable actividad solar en planetas, magnetosferas, atmosferas, cuerpos menores, satelites naturales y artificiales • TRES AGENTES: • RADIACION SOLAR (fotoionizacion) • VIENTO SOLAR (ionizacion, auroras) • CAMPO MAGNETICO INTERPLANETARIO (eventos de desconexion, corrientes inducidas)

43. El Ciclo de Actividad Solar

44. Rotacion diferencial y actividad solar

50. Se han encontrado ciclos de 11 y 22 años en un amplio espectro de datos climaticos comotemperaturas de tierra, oceanos y troposfera, lluvias, incendios forestales y ciclones. Si bien la actividadsolar presenta fluctuaciones seculares y de varias decadas no hay registros confiables de la variacionde la radiacion total la cual debe medirse desde el espacio.